汽車半球全景后視系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種汽車半球全景后視系統，包括攝像機、視頻顯示裝置。攝像機采用半球全景環形透鏡及裝于其后方的轉像透鏡。半球全景環形透鏡的前曲面呈內凹的球面，該球面朝向透鏡內部的一面為第一反射球面；第一反射球面的四周連接有呈環狀的外凸的第一折射球面；第一折射球面又與另一呈環狀的外凸的球面相連，該球面朝向透鏡內部的一面為第二反射球面，與之相連的透鏡后曲面呈外凸的球面，為第二折射球面。攝像機的視頻輸出，一路經視頻顯示裝置的圖像展開單元接顯示單元，一路經智能圖像分析單元接自動警報單元。本實用新型專利技術通過一個攝像機，就能在顯示屏上實時清晰地顯示汽車后視全景，而且還能感知危險情況、啟動報警，確保行駛安全。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種視頻監控系統，尤其涉及一種汽車半球全景后視系統。技術背景汽車在倒車和拐彎的時候， 一般司機都是通過安裝于汽車左右兩側的反光 鏡及安裝于駕駛室的后視鏡來觀察汽車后面的環境情況的，司機能看到的范圍 存在一定的局限性，視野不是很開闊，容易引發交通事故。隨著科技的進步， 出現了通過使用視頻技術將汽車后面的車輛、行人、景物等環境情況呈現在司機的面前的后視系統，如中國專利文獻99108717. 8公開了一種"汽車后視機"， 它采用攝像頭、方向轉動機、圖像顯示機、線路和控制開關，方向轉動機帶動 攝像頭旋轉，從而分時拍到各個方向的環境圖像，攝像頭拍攝到的畫面顯示在 安裝在司機駕駛室內的圖像顯示機上。雖然視野有所拓展，但由于常規攝像頭 視場有限， 一個方向不能觀察汽車后面所有視場，所以需要使用方向轉動機調 整攝像機方向分時得到所有的視場，造成圖像顯示機上顯示的圖像實時性很差， 汽車高速行使的時候存在的潛在危險更大，還是存在交通安全隱患。
技術實現思路
本技術主要解決上述汽車后視機需要分時才能得到所有視場、顯示的 圖像實時性很差、不能有效減少交通事故的技術問題；提供一種同一時間就能 獲得汽車后視全景、視野開闊、顯示的圖像實時性好、有效減少交通事故的汽 車半球全景后視系統。本技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的本技術包括攝像機及與之相連的視頻顯示裝置，所述的攝像機的鏡頭包括半球全 景環形透鏡及安裝于半球全景環形透鏡后方的轉像透鏡；所述的半球全景環形 透鏡包括第一反射球面、第二反射球面、第一折射球面、第二折射球面；所述 的半球全景環形透鏡的前曲面呈內凹的球面，該球面朝向透鏡內部的一面為第 一反射球面；所述的第一反射球面的四周連接有呈環狀的外凸的第一折射球面; 所述的第一折射球面又與另一呈環狀的外凸的球面相連，該球面朝向透鏡內部 的一面為第二反射球面，該球面與半球全景環形透鏡的后曲面相連，后曲面呈 外凸的球面，為第二折射球面。使靠近半球全景環形透鏡后方的物點經第一折 射球面折射、第二反射球面反射、第一反射球面反射、第二折射球面折射，再 經轉像透鏡，最后被CCD等探測器所接收。拍攝到的視場包括透鏡的前方、左 方、左后方、右方、右后方，確保駕駛員觀察到的視野更開闊。半球全景環形 透鏡采用了二元光學技術，不僅改善了像質，而且結構非常小巧。采用半球全 景環形透鏡，用一個攝像機就能在同一時間拍攝到汽車后視全景并在駕駛員前 面的視頻顯示裝置上顯示。轉像透鏡的作用在于將物點經由半球全景環形透鏡 所成的位于透鏡內部或后方的虛像點成像為實像點并能為CCD等探測器所接收。 實現駕駛員能在同一時間實時地觀察到汽車后視全景，有效減少交通事故。作為優選，所述的視頻顯示裝置包括圖像展開單元、與圖像展開單元的輸 出端相連的顯示單元及為整個視頻顯示裝置提供工作電壓的電源單元，圖像展 開單元的輸入端接所述的攝像機的視頻信號輸出端。如果將半球全景環形透鏡 攝像機拍攝下來的圖像直接送顯示單元顯示，看到的是呈同心圓狀的圖像，與 實物存在較大差距，給觀察和分辨帶來困難。圖像展開單元的作用是將圖像環 切展開，再送顯示單元顯示，顯示出來的是與實際環境一致的畫面，確保駕駛 員能輕松且清晰觀察、準確分辨汽車后面的環境情況，有效減小交通事故。作為優選，所述的視頻顯示裝置還包括智能圖像分析單元、自動警報單元， 智能圖像分析單元的輸入端接所述的攝像機的視頻信號輸出端，智能圖像分析 單元的輸出端接自動警報單元的輸入端。智能圖像分析單元對獲取的圖像信號 進行運動分析、模式識別，感知危險狀態，然后啟動自動警報單元發出報警信 號，提醒駕駛員及時地作出處理，避免危險情況的發生，進一步確保安全。作為優選，所述的顯示單元采用液晶顯示屏。體積小、重量輕，而且顯示 畫面更清晰。本技術的有益效果是采用半球全景環形透鏡作為攝像機的鏡頭，大 大拓寬了攝像機在同一時刻能拍攝到的視場。只需使用一個半球全景環形透鏡 攝像機，就能將汽車后視全景實時地、清晰地展現在駕駛員面前的顯示屏上， 使駕駛員一目了然地觀察到汽車后面的環境情況，有效減少交通事故。附圖說明圖1是本技術中半球全景環形透鏡攝像機鏡頭的一種結構示意圖。圖2是本技術的一種電路連接框圖。圖3是本技術的一種使用狀態的示意圖。圖中l.攝像機，2.視頻顯示裝置，21.圖像展開單元，22.顯示單元，23.電 源單元，24.智能圖像分析單元，25.自動警報單元，3.半球全景環形透鏡，31. 第一反射球面，32.第二反射球面，33.第一折射球面，34.第二折射球面，4.轉 像透鏡，5.CCD探測器。具體實施方式下面通過實施例，并結合附圖，對本技術的技術方案作進一步具體的 說明。實施例l:本實施例的汽車半球全景后視系統，如圖l、圖2所示，包括一 臺攝像機1及與之相連的一臺視頻顯示裝置2，該攝像機1的鏡頭采用半球全景環形透鏡3。半球全景環形透鏡3包括第一反射球面31、第二反射球面32、第 一折射球面33、第二折射球面34。半球全景環形透鏡3的前曲面呈內凹的球面， 該球面朝向透鏡內部的一面為第一反射球面31;第一反射球面31的四周連接有 呈環狀的外凸的第一折射球面33;第一折射球面33又與另一呈環狀的外凸的球 面相連，該球面朝向透鏡內部的一面為第二反射球面32，該球面再與半球全景 環形透鏡3的后曲面相連，后曲面呈外凸的球面，為第二折射球面34。半球全 景環形透鏡3的后方還安裝有轉像透鏡4。如圖2所示，視頻顯示裝置2包括圖 像展開單元21、顯示單元22、智能圖像分析單元24、自動警報單元25及為整 個視頻顯示裝置提供工作電壓的電源單元23。圖像展開單元21的輸入端接攝像 機1的視頻信號輸出端，圖像展開單元21的輸出端接顯示單元22的輸入端； 智能圖像分析單元24的輸入端接攝像機1的視頻信號輸出端，智能圖像分析單 元24的輸出端接自動警報單元25的輸入端。本實施例中顯示單元22采用液晶 顯示屏。圖1中示出了 A和B兩條光線通過半球全景環形透鏡經兩次交替折反射的 成像過程，它們經第一折射球面33折射，再經第二反射球面32和第一反射球 面31反射，最后從第二折射球面34射出，在像面上形成像點^'和S'，被CCD 探測器接收。轉像透鏡4的作用在于將物點經半球全景環形透鏡所成的位于透 鏡內部或后方的虛像點成像為實像點并能為CCD等探測器所接收。半球全景環 形透鏡沿光軸方向的視場角范圍為(90-ot2， 90+otl，)，可以成像的空間是該視 場角繞光軸旋轉所形成的三維立體空間。如圖2所示，攝像機拍得的視頻信號輸送給視頻顯示裝置，由圖像展開單元將圖像環切展開再送液晶顯示屏顯示。同時視頻信號也輸送給智能圖像分析 單元，經過內部程序的判斷、分析、處理， 一旦發現危險情況立即發出信號啟 動自動警報單元。如圖3所示，使用時，將半球全景環形透鏡攝像機1安裝在汽車車頂后部， 光軸與地面的夾角大約在15度左右，不同的車輛需要調整夾角以滿足系統最佳 視場的要求。視頻顯示裝置2安置于駕駛員前方，便于駕駛員觀察車后視場。 圖3中標識的虛線左側的范圍就是本技術中攝像機能拍攝到的車后視場， 幾乎覆蓋了汽車的后部視場，它的盲區落在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種汽車半球全景后視系統，包括攝像機（１）及與之相連的視頻顯示裝置（２），其特征在于所述的攝像機（１）的鏡頭包括半球全景環形透鏡（３）及安裝于半球全景環形透鏡（３）后方的轉像透鏡（４），所述的半球全景環形透鏡（３）包括第一反射球面（３１）、第二反射球面（３２）、第一折射球面（３３）、第二折射球面（３４）；所述的半球全景環形透鏡（３）的前曲面呈內凹的球面，該球面朝向透鏡內部的一面為第一反射球面（３１）；所述的第一反射球面（３１）的四周連接有呈環狀的外凸的第一折射球面（３３）；所述的第一折射球面（３３）又與另一呈環狀的外凸的球面相連，該球面朝向透鏡內部的一面為第二反射球面（３２），該球面再與半球全景環形透鏡（３）的后曲面相連，后曲面呈外凸的球面，為第二折射球面（３４）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊國光，肖瀟，薛峰，朱鈺，
申請(專利權)人：楊國光，肖瀟，薛峰，朱鈺，
類型：實用新型
國別省市：86[中國|杭州]